ลักษณะภูมิอากาศในเขตเทศบาลเมืองหนองบัวลำภู แบ่งออกเป็น 3 ฤดู ได้แก่ ฤดูร้อน ฤดูฝน ฤดูหนาว สภาพภูมิอากาศจัดอยู่ในประเภทภูมิอากาศแบบพื้นเมืองร้อนเฉพาะฤดู กล่าวคือ จะมีฝนตกเฉพาะฤดูฝนสลับกับช่วงแห้งแล้งที่เห็นได้ชัดเจน
| ฤดูร้อน | อยู่ในระหว่างเดือนมีนาคมถึงเดือนเมษายน อุณหภูมิสูงสุด เฉลี่ย 34 – 36 องศาเซลเซียส |
| ฤดูฝน | อยู่ในระหว่างเดือนพฤษภาคมถึงเดือนตุลาคม และจะมีฝนตกมากในช่วงเดือน สิงหาคม – กันยายน |
| ฤดูหนาว | อยู่ในระหว่างเดือนพฤศจิกายนถึงเดือนกุมภาพันธ์ อากาศจะหนาวมากในช่วงเดือนธันวาคม – มกราคม อุณหภูมิเฉลี่ย 15-16 องศาเซลเซียส |
แหล่งน้ำ ในเขตเทศบาลเมืองหนองบัวลำภู มีหนองน้ำ ขนาดกลางจำนวน 3 แห่ง ดังนี้
1.) หนองบัว 2.) หนองม่วง 3.) หนองแซง
